旅行者号探测器的漫长旅程与人类的宇宙边界

再过5天，旅行者1号这艘老旧的探测器将达到一个新的里程碑，飞离地球一光日的距离，这相当于259亿公里。无线电信号从这里传回地球需要整整一天。旅行者号的项目经理用一个形象的比喻表示，如果周一早上8点发出“早上好”，回复的信号则要等到周三早上8点才能收到。自1977年发射以来，旅行者1号和2号都经历了近50年的航行，它们巡视了木星、土星、天王星和海王星，但至今并未真正脱离太阳系。

让我们回顾它们的经历。2023年11月，旅行者1号无预警地发回了一些模糊的乱码信息，经过数月的排查，地面团队发现是由于飞行数据系统的一块存储芯片损坏所致。工程师只能远程调整程序位置。到2024年6月，NASA宣布其科学仪器已恢复正常工作，这在如此遥远的距离为近50年的计算机进行“手术”，令人心惊。

旅行者1号和2号的飞行路径也有所不同。旅行者1号在1980年完成土星探测后，向黄道面外飞行，朝蛇夫座方向进发；而旅行者2号在1989年完成海王星探测后，朝孔雀座方向飞去，两者以相对位置背离太阳系的圆盘。目前，旅行者1号距离地球约163个天文单位，旅行者2号约136个天文单位，这个距离依旧在不断增加。 球友会

那么它们是否真的离开了太阳系呢？这取决于怎么定义太阳系的边界。如果依据太阳磁场的话，那么它们是已经飞出的。随着太阳风不断流出，形成了一个名为日球层的气泡，旅行者1号于2012年穿越了日球层，并测得等离子体密度骤增，证明其已经越过边界，旅行者2号在2018年也做了同样的穿越。从这一角度看，它们已进入星际空间。

不过，如果按太阳引力来划分，它们与“出门”的距离仍然很远。太阳的引力影响延伸到奥尔特云，这是一个由数不清的小冰体构成的球形区域，长周期彗星也主要来源于此。奥尔特云约从太阳1000个天文单位处开始，延伸到10万个天文单位，接近1.6光年，但至今没有人直接观测到它，存在的证据仅来源于彗星的轨道分析。

令人不安的是，按目前的速度，旅行者1号要再飞行大约300年才能抵达奥尔特云的内边缘，穿越整个奥尔特云需花费约3万年。离太阳最近的恒星是比邻星，距离约4.24光年，而旅行者1号飞过的距离还没有到达这段距离的千分之一。以每秒约17公里的速度，需要大约七万年才能完成这段旅程。对于人类的推进技术而言，想在有生之年将飞船送至另一颗恒星几乎不可能。 球友会

此外，能源问题也愈加显著。旅行者号依靠放射性同位素热电发电机供电，燃料为钚-238，随着时间推移，电量在逐年下降。NASA表示，每艘探测器每年少约4瓦的电力。为了节省电量，工程师只能陆续关闭设备。截至现在，旅行者1号的10套仪器中只剩两台仍在工作。

接下来的通讯问题同样不容忽视。两艘探测器均配备高增益天线来收发信息，但必须保持对地球的精确对准。2023年7月，一次指令失误让旅行者2号的天线偏离了目标，导致信号中断。最终，通讯通过澳大利亚的深空网络得以恢复。

负责与它们保持联系的NASA深空网络，由分布在全球的多个站点组成，以确保无论探测器朝哪个方向飞行，都能得到信号接收。然而，返回信息的速度非常缓慢，传输率仅为每秒160比特，远低于几十年前的拨号网络。预计到2036年左右，旅行者号将超出深空网络的有效通讯范围。 球友会